在尋求將設備與系統提升至更高水準的過程中,擴增實境/虛擬實境 (AR/VR) 的設計人員都將大部分的精力用在了內容開發當中。另一方面,資料進入到設備的方式一直都處於不那麼優先的位置。但是,在設計人員投身到商業化的過程中,如果沒有資料通訊方面的進展,就不可能實現重要的改進。通訊系統和天線技術對於這一進展來說是非常重要的一步。

釋放資料

時至今日,優質的AR/VR體驗所需的資料量使得無法避免的要採用網路共用。然而,大多數的專家都同意的是,為了使AR/VR達到所需的移動性,從而提供實際並且/或者全沉浸式的體驗,設備需要脫離開網路 (VR之路,2018年1月)。那麼,如何在不接線的情況下,傳輸高品質AR/VR體驗所需的海量資料呢?

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「當前,對於AR/VR的設計人員來說,通訊似乎是一個事後再考慮的事項。」Molex天線業務發展經理Matt McWhinney表示。「他們傾向於關注的是圖形,以及需要為應用和內容提供支援的複雜的軟體/韌體層。這就是大多數的AR/VR設備仍然採用有線方式的原因;當前來說,與內容相比,是否轉為無線應用則是一個關注度較低的問題。」

此外,極高資料速率的無線傳輸仍然要等待新通訊技術的部署,例如5G網路等,這類技術將部分的依賴於新一代的天線。尤其在於,在5G的部署中,根據有關5G無線接入的愛立信白皮書,多天線傳輸和波束成型將發揮關鍵性的作用。

透過波束控制命中移動目標

許多的AR/VR系統都希望使用者有所動作——不僅僅是活動他們的頭部和雙手,還包括他們的雙腳,需要移動步伐。在系統的一端或兩端同時發生移動的過程中,傳輸發揮出AR/VR的有效性能所需的海量資料,已經被證明是極其困難的。為了以極高的效率在運動的網路之間傳輸大量的資料,一種稱為「波束控制」的技術將發揮關鍵的作用。波束控制技術不再在所有方向上發射寬頻無線資料訊號,而是將資料發送到需要該資料的具體的使用者位置處。這樣可以節省功率,使更多的用戶可以獲得高頻寬的無線訊號,防止訊號之間相互干擾。

如何實現波束控制:

第1步:識別並定位AR/VR模組;確定其各端點位於何處。

第2步:計算如何,以及在何處形成無線窄束圖形,從而可以只將精確的直接訊號發送到所需的端點天線處。

第3步:設置發往端點的通訊訊號。

「波束控制現已成為可能。」McWhinney表示說。「但是,如果發射機和接收機之間的相對運動過大,那麼需要額外的工作才能持續的更新“波束”所指向的位置,從而保持兩端的連接。目前來說,實現這一點較為困難,可能這就是資料密集型的AR/VR系統並未採用無線鏈路來交換資訊的最大的一個原因。新興的5G通訊將必須解決這一問題。」

解決延遲問題

提供實際內容所需的海量資料往往跟不上我們的頭部和雙眼的運動,這樣就會造成延遲問題,然後,導致無法達到沉浸式的 AR/VR 體驗。目前來說,對於線上遊戲,從滑鼠移動到螢幕上發生相應的動作,會有50毫秒 (ms) 的滯後時間。另一方面,如果要使AR/VR真正達到沉浸式的效果,滯後時間需要控制在15~7ms。

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如果要解決延遲上的問題,那麼將需要速度更快的處理器。因此,對於AR/VR的網路共用來說,延遲的解決辦法在於開發超高速的通訊技術,例如5G等等,以及開發各種天線。透過實現極高資料速率的無線傳輸,5G將發揮關鍵性的作用,將延遲降低至低達2ms的水準。

減少成批資料

然後,就是有關尺寸和重量的問題。當今許多的AR/VR頭戴設備都過於笨重,無法舒適的在工作場所穿戴,或者無法穿戴較長的時間。如果要使AR/VR設備在日常生活中有效的發揮作用——比如說,讓外科醫生佩戴智慧眼鏡,那麼設備就必須做到緊湊、舒適。這意味著需要減輕設備電源、內部元件和功能的體積和重量,其中便包括了天線。在設計階段的開發過程中,應該儘早的實施這類的考量因素。

「比如說,笨拙的原型機中可以使用的標準天線可能對於精巧的消費版本來說過大。」McWhinney解釋說。「與今天相比,天線的整合、規格制定以及設計應當在AR/VR設備設計過程中儘早的開始。」

為AR/VR設備交付天線解決方案

Molex正在發揮自身的作用,透過創新性的定制天線MID/LDS功能,以及特定應用電子封裝 (ASEP) 解決方案來助力突破AR/VR技術中的一些障礙。Molex還與從事5G系統創新的企業開展密切的合作,隨著下一代的網路將於2020年開始部署,將協助設備製造商,例如開發AR/VR系統的製造商,來將5G通訊功能整合到他們自身的模組當中。

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此外,在從資料通訊到緊湊性在內的範圍內,有效的天線設計將對AR/VR設備的性能產生深遠的影響。「我們往往從標準天線開始,與客戶一道來將天線整合到他們的設計當中。」McWhinney解釋。「如果性能或尺寸達不到他們的要求,我們就將轉向定制的解決方案。」

利用將成型互連設備 (MID) 技術與鐳射直接成型 (LDS) 相結合,Molex可以透過一次成型的設備提供整合的細螺距三維電路。另外,ASEP作為Molex的創新成果,可以實現電子功能製造工藝的轉型。MID/LDS和ASEP技術都是Molex的實力所在,可以將天線整合到您的設計中,與此同時還可節省空間並提高性能。

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